9Cr5Mo轧辊钢Φ500mm连铸坯的生产实践.docx

9Cr5Mo 轧辊钢 500 mm 连铸坯的生产实践张庆;闻小德;刘利【摘 要】莱钢特钢事业部区承受铁水+废钢100 t 电炉双工位 LF双工位VD圆坯连铸的流程生产 500 mm 轧辊用钢 9Cr5Mo.通过优化冶炼工艺、调整精炼渣系、强化保护浇注等措施,使 9Cr5Mo 钢的化学成分、低倍以及非金属夹杂物等各项指标均满足用户要求.【期刊名称】山东冶金【年(卷),期】2023(039)002【总页数】3 页(P17-18,21)【关键词】轧辊用钢;9Cr5Mo 钢;圆坯连铸;大断面【作 者】张庆;闻小德;刘利【作者单位】山钢股份莱芜分公司 特钢事业部,山东 莱芜 271105;山钢股份莱芜分公司 特钢事业部,山东 莱芜 271105;山钢股份莱芜分公司 特钢事业部,山东 莱芜271105【正文语种】中 文【中图分类】TF777.9常用的轧辊材料有合金锻钢、合金铸钢和铸铁等。近年来，随着轧机向高速化、自动化方向的进展以及轧制工况条件的苛刻等特点，对轧辊的性能要求越来越高。在传统的高强度、高硬度、高耐磨性和良好韧性的根底上，进一步要求提高轧辊材质的淬透性、抗疲乏性能和抗事故性，要求辊坯材料必需具有高纯洁度，低 S、P 含量以及组织的均匀全都性1-4。随着连铸技术的进展以及连铸本钱优势，使用大断面连铸坯代替电渣重熔钢生产轧辊得到了广泛应用。CrMo 系钢作为目前市场上应用最广泛的轧辊用钢，主要用来制造大直径冷轧工作辊，其基体组织通过低温热处理后能获得较高的硬度。莱钢特钢事业部区承受大断面连铸工艺进展了500 mm 断面 9Cr5Mo 轧辊用钢的试制，试制的连铸坯产品其化学成分、低倍以及非金属夹杂物等各项指标均满足用户要求，在河北某轧辊厂的使用状况良好， 实现了该钢种的批量生产。2.1 工艺掌握难点1） 化学成分。用户技术协议中对 9Cr5Mo 钢化学成分的要求及内控要求见表 1， 对有害元素含量也提出了要求。由于 9Cr5Mo 钢 P、S 含量要求较低，电炉出钢时要将钢水中的 P 脱到很低的水平，同时还要避开钢水的过氧化，工艺掌握难度较大。2） 钢水温度掌握。9Cr5Mo 钢的合金含量较高，电炉出钢后需要参加的合金量超过 7 t。另外，电炉出钢过程中还需要向钢包内参加肯定的精炼渣料，这都不行避开地增加了钢水在电炉出钢过程中的温降。为了保证生产节奏，使钢水精炼后具有很好的流淌性钢水温度在 1 540以上，要求电炉出钢时钢水温度在 1 640 以上，但较高的钢水温度会增加对电炉的侵蚀，因此应对电炉出钢温度进展准确掌握。3） 铸坯低倍质量掌握。9Cr5Mo 轧辊要求探伤交货，对圆坯内部质量提出了更高要求。圆坯的低倍组织按 YB/T 4149 附录 A 评级图评定，圆坯横截面酸浸低倍试片上不允许有肉眼可见的白点、分层、夹杂和翻皮，允许存在的各类低倍组织缺陷及合格级别应符合表 3 规定，掌握难度较大。2.2 生产实践生产工艺流程为：铁水+废钢100 t 电炉双工位 LF双工位 VD圆坯连铸500 mm 断面缓冷退炽热处理检验、入库。2.2.1 电炉冶炼工艺电炉入炉原料承受优质废钢和热装铁水，承受 12 h 以内生产的石灰，石灰粉化率5.0%。为保证生产节奏，电炉冶炼实行炉内留钢、留渣操作，稳定的掌握铁水兑入量，承受合理的供电制度。冶炼初期实行留渣操作，增加氧气流量实现快速脱碳、脱磷，中后期向炉内准时补加渣料，保证脱磷效果，并适当的削减氧气流量， 防止钢水过氧化。冶炼过程中造好泡沫渣，均匀脱碳，削减吸氮。掌握电炉出钢条 件，使钢水终点成分实际掌握为：C0.10%、P0.007%。出钢温度掌握在 1 6401 690。2.2.2 精炼工艺炉渣二元碱度掌握在 2.53.0 内，具有较好的脱氧、脱硫以及良好的夹杂物吸附力量5。电炉出钢过程中向钢包内参加高碱度精炼渣，钢包到达精炼炉工位后， 参加复合精炼渣，要求吨钢渣料15 kg，白渣保持时间20 min。精炼初期承受碳化硅和少量铝粒协作集中脱氧，同时承受大流量吹氩，促进钢渣界面反响，中期向钢包内喂入铝线进展沉淀脱氧。为了保证钢水中的氮含量达标，严格掌握精炼炉供电制度，承受高档位快速提温，削减钢水吸气。精炼工位出钢前，按 1.53.0 m/t 钢喂入钙线，保证钙处理效果。入 VD 炉前掌握渣量，钢水的真空处理参数如下：氩气流量100×2L/min，真空度67 Pa，处理时间27 min，破空后软吹时间20 min。2.2.3 圆坯连铸工艺连铸全过程承受保护浇注。9Cr5Mo 钢液相线温度为 1 452，中间包过热度掌握在 2030；结晶器使用专用保护渣，中间包承受中包专用掩盖剂，大包水口吹氩气密封，全过程保护浇注；结晶器电磁搅拌参数为电流 300 A、频率 1.5 Hz，末端电磁搅拌参数为电流 250 A、频率 7.0 Hz。由于钢中含有较高的 Cr、Mo，易产生裂纹缺陷，二冷制度承受弱冷；掌握铸坯拉速在 0.340.35 m/min，确保进拉矫机温度920。铸坯750入缓冷坑缓冷，缓冷时间144 h，铸坯外表温度150时出坑。3.1 化学成分和气体含量9 Cr5Mo 连铸坯实际掌握成分如表 2 所示。比照表 1 可知，莱钢 100 t 电炉生产的 9Cr5Mo 钢化学成分掌握稳定，满足了用户要求。经检验，9Cr5Mo 连铸坯中氧、氮、氢含量× 10-6分别为：1216、8289、1.21.5。其中氧、氮含量变化状况如图 1 所示。氧、氮从铸坯上取样检测， 氢为熔炼分析。结果说明气体含量掌握较好。3.2 低倍及非金属夹杂物铸坯内部质量掌握良好，铸坯缓冷后取低倍试样，低倍组织检验方法按 GB/T 226 标准进展，低倍组织依据 YB/T 4149 附录 A 评级图进展评定，其检验结果完全满足用户要求，具体结果见表 3。其非金属夹杂物为 A 类 00.5 级，B 类 00.5 级，C 类 0.51.0 级，D 类0.51.0 级，Ds 类 0.51.0 级。铸坯缓冷后送台车式退火炉经810±5退炽热处理，其外表硬度到达2527HSD，完全满足用户后续加工要求。3.3 锻造检验随机抽检铸坯进展锻造试验，锻造比为 4.0，锯切端未觉察可见缺陷。锻后对锻件进展超声波探伤，探伤结果显示内部无开裂缺陷，均存在底波，说明铸坯低倍质量良好。莱钢承受铁水+废钢100 电炉双工位 LF双工位 VD圆坯连铸500 mm 断面流程生产 9Cr5Mo 钢。通过对电炉、LF 冶炼、VD 真空处理工艺的优化和连铸工艺参数的调整，准确掌握了试验钢的化学成分和夹杂物级别，保证了连铸坯的低倍质量，通过了用户锻造试验以及超声波探伤检验，到达用户的使用要求。实践证明，该工艺设计合理，可以生产出合格的轧辊用钢连铸坯，依据开发工艺2023 年已生产 219 炉，铸坯质量全部合格。【相关文献】1于瑞芝，岳喜军.Cr3、Cr5 系列锻制电渣钢辊坯质量的掌握J.特钢技术，2023，162： 42-44.2赵席春.Cr5 型支承辊用钢的争论J.金属热处理，2023，28 6：26-28.3陈建礼.Cr5 型冷轧辊锻造辊坯研制J.锻压技术，20232：10-12.4贾蓉，李旭东，李俊琛，等.我国 Cr5 系钢支承辊工艺争论进展J.热加工工艺，2023，429：62-64.5唐海燕，李京社，刘亮，等.高压锅炉钢非金属夹杂物争论J.炼钢，2023，244：26- 29